如何使用經過驗證的技術在 C 中有效地實現狀態機？

C 狀態機設計：實施經過驗證的技術

狀態機在軟體開發中發揮著至關重要的作用，它提供了一種結構化的方法來管理複雜的事件序列和轉換。本文旨在提供經過驗證的 C 狀態機設計技術，從 Stack Overflow 上開發人員的專業知識中汲取見解。

實作注意事項

一種常見的方法涉及使用結構體陣列來表示狀態機。每個元素包含當前狀態、事件標識符和用於處理轉換的函數指標。例如：

typedef struct {
    int st;
    int ev;
    int (*fn)(void);
} tTransition;

補充結構體，使用巨集定義狀態和事件：

#define ST_ANY              -1
#define ST_INIT              0
#define ST_ERROR             1
#define EV_ANY              -1
#define EV_KEYPRESS       5000
#define EV_MOUSEMOVE      5001

接下來，定義與每個轉換關聯的函數並傳回下一個狀態：

static int GotKey (void) { ... };
static int FsmError (void) { ... };

建立一個轉換陣列然後定義狀態事件關係：

tTransition trans[] = {
    { ST_INIT, EV_KEYPRESS, &GotKey},
    { ST_ANY, EV_ANY, &FsmError}
};

狀態機的核心是一個簡單的循環：

state = ST_INIT;
while (state != ST_TERM) {
    event = GetNextEvent();
    for (i = 0; i < TRANS_COUNT; i++) {
        if ((state == trans[i].st) || (ST_ANY == trans[i].st)) {
            if ((event == trans[i].ev) || (EV_ANY == trans[i].ev)) {
                state = (trans[i].fn)();
                break;
            }
        }
    }
}

避免全域變數

為了增強可維護性，可以透過傳遞來取代全域變數指向轉換函數的結構指標。這允許多個狀態機同時運作而不會相互幹擾：

typedef struct {
    int state;
    // Additional machine-specific data
} StateMachine;

靈活性和可擴展性

這種方法提供了處理事件和轉換的靈活性，並允許透過修改轉換數組來輕鬆更改配置。可能存在更高層次的抽象，但底層概念仍然相似。

透過採用這些經過驗證的技術，開發人員可以用 C 語言建立健壯且高效的狀態機，確保高效的事件處理和平滑的狀態轉換。

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